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Java 使用Socket正确读取数据姿势

时间:2022-03-02 12:53     来源/作者:此非梦亦非幻

前言

平时日常开发用得最多是Http通讯,接口调试也比较简单的,也有比较强大的框架支持(OkHttp)。

个人平时用到socket通讯的地方是Android与外设通讯,Android与ssl服务通讯,这种都是基于TCP/IP通讯,而且服务端和设备端协议都是不能修改的,只能按照相关报文格式进行通信。

但使用socket通讯问题不少,一般有两个难点:

1、socket通讯层要自己写及IO流不正确使用,遇到读取不到数据或者阻塞卡死现象或者数据读取不完整

2、请求和响应报文格式多变(json,xml,其它),解析麻烦,如果是前面两种格式都简单,有对应框架处理,其它格式一般都需要自己手动处理。

本次基于第1点问题做了总结,归根结底是使用read()或readLine()导致的问题

Socket使用流程

1、创建socket

2、连接socket

3、获取输入输出流

字节流:

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InputStream  mInputStream = mSocket.getInputStream();
OutputStream  mOutputStream = mSocket.getOutputStream();

字符流:

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BufferedReader mBufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(mSocket.getInputStream(), "UTF-8"));
PrintWriter mPrintWriter = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(mSocket.getOutputStream(), "UTF-8")), true);

至于实际使用字节流还是字符流,看实际情况使用。如果返回是字符串及读写与报文结束符(/r或/n或/r/n)有关,使用字符流读取,否则字节流。

4、读写数据

5、关闭socket

如果是Socket短连接,上面五个步骤都要走一遍;

如果是Socket长连接,只需关注第4点即可,第4点使用不慎就会遇到上面出现的问题。

实际开发中,长连接使用居多,一次连接,进行多次收发数据。

特别注意:使用长连接不能读完数据后立马关闭输入输出流,必须再最后不使用的时候关闭

Socket数据读写

当socket阻塞时,必须设置读取超时时间,防止调试时,socket读取数据长期挂起。

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mSocket.setSoTimeout(10* 1000);  //设置客户端读取服务器数据超时时间

使用read()读取阻塞问题

日常写法1:

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mOutputStream.write(bytes);
 mOutputStream.flush();
byte[] buffer = new byte[1024];
int n = 0;
ByteArrayOutputStream output = new ByteArrayOutputStream();
while (-1 != (n = mInputStream .read(buffer))) {
    output.write(buffer, 0, n);
}
//处理数据
  output.close();
byte[] result = output.toByteArray();

上面看似没有什么问题,但有时候会出现mInputStream .read(buffer)阻塞,导致while循环体里面不会执行

日常写法2:

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mOutputStream.write(bytes);
mOutputStream.flush();
int  available = mInputStream.available();
byte[] buffer = new byte[available];
in.read(buffer);

上面虽然不阻塞,但不一定能读取到数据,available 可能为0,由于是网络通讯,发送数据后不一定马上返回。

或者对mInputStream.available()修改为:

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int available = 0;
while (available == 0) {
    available = mInputStream.available();
}

上面虽然能读取到数据,但数据不一定完整。

而且,available方法返回估计的当前流可用长度,不是当前通讯流的总长度,而且是估计值;read方法读取流中数据到buffer中,但读取长度为1至buffer.length,若流结束或遇到异常则返回-1。

最终写法(递归读取):

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/**
    * 递归读取流
    *
    * @param output
    * @param inStream
    * @return
    * @throws Exception
    */
   public void readStreamWithRecursion(ByteArrayOutputStream output, InputStream inStream) throws Exception {
       long start = System.currentTimeMillis();
       while (inStream.available() == 0) {
           if ((System.currentTimeMillis() - start) > 20* 1000) {//超时退出
               throw new SocketTimeoutException("超时读取");
           }
       }
       byte[] buffer = new byte[2048];
       int read = inStream.read(buffer);
       output.write(buffer, 0, read);
       SystemClock.sleep(100);//需要延时以下,不然还是有概率漏读
       int a = inStream.available();//再判断一下,是否有可用字节数或者根据实际情况验证报文完整性
       if (a > 0) {
           LogUtils.w("========还有剩余:" + a + "个字节数据没读");
           readStreamWithRecursion(output, inStream);
       }
   }
   /**
    * 读取字节
    *
    * @param inStream
    * @return
    * @throws Exception
    */
   private byte[] readStream(InputStream inStream) throws Exception {
       ByteArrayOutputStream output = new ByteArrayOutputStream();
       readStreamWithRecursion(output, inStream);
       output.close();
       int size = output.size();
       LogUtils.i("本次读取字节总数:" + size);
       return output.toByteArray();
   }

上面这种方法读取完成一次后,固定等待时间,等待完不一定有数据,若没有有数据,响应时间过长,会影响用户体验。我们可以再优化一下:

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/**
    * 递归读取流
    *
    * @param output
    * @param inStream
    * @return
    * @throws Exception
    */
   public void readStreamWithRecursion(ByteArrayOutputStream output, InputStream inStream) throws Exception {
       long start = System.currentTimeMillis();
       int time =500;//毫秒,间看实际情况
       while (inStream.available() == 0) {
           if ((System.currentTimeMillis() - start) >time) {//超时退出
               throw new SocketTimeoutException("超时读取");
           }
       }
       byte[] buffer = new byte[2048];
       int read = inStream.read(buffer);
       output.write(buffer, 0, read);
      int wait = readWait();
       long startWait = System.currentTimeMillis();
       boolean checkExist = false;
       while (System.currentTimeMillis() - startWait <= wait) {
           int a = inStream.available();
           if (a > 0) {
               checkExist = true;
               //            LogUtils.w("========还有剩余:" + a + "个字节数据没读");
               break;
           }
       }
       if (checkExist) {
           if (!checkMessage(buffer, read)) {
               readStreamWithRecursion(output, inStream, timeout);
           }
       }       
   }
   
/**
    * 读取等待时间,单位毫秒
    */
   protected int readWait() {
       return 100;
   }
   
   /**
    * 读取字节
    *
    * @param inStream
    * @return
    * @throws Exception
    */
   private byte[] readStream(InputStream inStream) throws Exception {
       ByteArrayOutputStream output = new ByteArrayOutputStream();
       readStreamWithRecursion(output, inStream);
       output.close();
       int size = output.size();
       LogUtils.i("本次读取字节总数:" + size);
       return output.toByteArray();
   }

上面这种延迟率大幅降低,目前正在使用该方法读取,再也没有出现数据读取不完整和阻塞现象。不过这种,读取也要注意报文结束符问题,何时读取完毕问题。

使用readreadLine()读取阻塞问题

日常写法:

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mPrintWriter.print(sendData+ "\r\n");  
mPrintWriter.flush();
String msg = mBufferedReader.readLine();
//处理数据

细心的你发现,发送数据时添加了结束符,如果不加结束符,导致readLine()阻塞,读不到任何数据,最终抛出SocketTimeoutException异常

特别注意:

报文结束符:根据实际服务器规定的来添加,必要时问后端开发人员或者看接口文档是否有说明

不然在接口调试上会浪费很多宝贵的时间,影响后期功能开发。

使用readLine()注意事项:

  • 1、读入的数据要注意有/r或/n或/r/n

这句话意思是服务端写完数据后,会打印报文结束符/r或/n或/r/n;

同理,客户端写数据时也要打印报文结束符,这样服务端才能读取到数据。

  • 2、没有数据时会阻塞,在数据流异常或断开时才会返回null
  • 3、使用socket之类的数据流时,要避免使用readLine(),以免为了等待一个换行/回车符而一直阻塞

上面长连接是发送一次数据和读一次数据,保证了当次通讯的完整性,必须要时需要同步处理。

也有长连接,客户端开线程循环阻塞等待服务端数据发送数据过来,比如:消息推送。平时使用长连接都是分别使用不同的命令发送数据且接收数据,来完成不同的任务。

总结

实际开发中,长连接比较复杂,还要考虑心跳,丢包,断开重连等问题。使用长连接时,要特别注意报文结束符问题,结束符只是用来告诉客户端或服务端数据已经发送完毕,客户端或服务端可以读取数据了,否则客户端或服务端会一直阻塞在read()或者readLine()方法。

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持服务器之家。

原文链接:https://blog.csdn.net/u011082160/article/details/100779231

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